膛线最早出现在什么时候,它是用什么材料制作的?

官破晓

在介绍线膛枪之前,让我们先看看滑膛枪吧。

滑膛枪一般是弹丸直径小于枪管口径,这会带来两个问题:一是弹丸和枪管之间的空隙会漏气,这会影响射程。二是弹丸实际上是可以在枪管中小幅弹跳的。这样弹丸出膛时就和枪管轴线有一定的偏差。

当然了,线膛枪也没有传说中那么不准。靶场条件下,对200米的线列目标,仍有一定的命中率。但是,这是在靶场条件下。实际战场上,线列步兵要承受黑火药开火后的浓烟与巨响,密集线列中的相互推搡,以及巨大的精神压力。所以滑膛枪在实际战场上的命中率,有时候会低的吓人。

比如1812年的萨拉曼卡战役,英军一共发射了35万发子弹,却只造成了法军8000人不到的伤亡。


要解决这个问题,就得使用线膛枪。原理很简单,就是陀螺效应。线膛枪实际上很早就出现了,神圣罗马帝国皇帝马克西米利安一世(1493-1519)就有自己的簧轮线膛枪。

但是为什么线膛枪没有走上实际战场呢?原因很简单:装填困难。

我们知道,如果弹丸直径小于枪管口径,那么根本就不会被膛线压迫旋转。所以弹丸的直径必须大于枪管口径。然而弹丸和枪管都是硬质材料,这样的话,对于前装枪,装填基本就是把弹丸挤进去,甚至要用小锤子锤进去,过程相当困难。所以早期的线膛枪基本就是猎用和打靶。

早期线膛枪基本就是小锤子砸通条(一根长管子)把弹丸捅进去,相当费劲且耗时

还有一个问题就是,当时的黑火药发射后,残渣会淤塞在枪管中,结果就是装填更加困难,所以根本无法军用。因此距离线膛枪走上战场还要等上很久。要解决这个问题,就得把枪设计成后装枪。就算是硬挤进去,也会轻松很多。

如果只是挤这么一小段,肯定比从枪管挤容易很多。实际上,这就是现在在用的方法在发射后的但头上可以很明显的看到膛线刮擦的痕迹后装线膛枪出现在19世纪初。比如霍尔M1819后装枪。但是此时距离后装枪大规模装备还有很长一段时间,为何?主要原因并不是因为顽固军官的阻挠,而是一个很简单的事实,漏气。

早期后装枪的闭锁都不是太严密,而漏气不仅会影响射程,对射手还有潜在的危险。曾经有一款左轮手枪就有漏气问题,如果姿势不正确,甚至漏出的高压气体会切断手指。而历史上,后装线膛枪和前装线膛枪是同步发展的。

后期的前装线膛枪的弹药是这样的。弹头在下面,上面是黑火药,用纸包上。弹头直径小于枪管口径,但是弹头的底部是一个空腔。这个空腔在发射时会因为受热以及高压气体的压迫而膨胀,膨胀后的弹头尾部直径就大于枪管口径了,这样就完成了闭锁。


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膛线最早在十五世纪就已经出现,那时人们发现滑膛枪发射的子弹总是爱翻滚,弹道不稳定,而给枪管内刻上螺旋沟槽可以避免这种情况发生。但当时的火枪都是前装枪,有来复线的枪装填反倒更困难。直到十九世纪,后装枪出现,来复线的优势才体现出来,来复枪才大规模装备各国军队。

膛线是螺旋状凹沟,当弹头通过枪膛时会因而产生旋转,在膛外飞行时形成陀螺仪式的稳定效果,弹头可以飞得较远,弹道也比较稳定,早受到的空气阻力的力矩会使子弹绕其质心前进的方向进动。膛线的旋转角度必须要根据弹头的重量、长度、以及速度来考虑。膛线根据旋转的方向可分右旋、左旋(从射手方向看去)。来复枪膛线常用的条数有:4、5、6、8条,火炮的膛线要多一些,最多可以达到一百多条。


最初的膛线采用单点钩切法,是用一个带钩的拉刀反复拉切而成,效率非常低。

现代制造膛线的方法主要采用多点拉削法、模头挤压法,锤锻法 。多点拉削是釆用成型拉刀,其沟槽与膛线正好相反,一次拉削即可把膛线加工好。模头挤压法和锤锻法都采用一根模芯,模芯上的凹槽与膛线相反,采用塑性变形的方法使枪管毛坯与模芯紧密包裹而形成膛线。


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膛线亦称来复线,枪膛内呈螺旋形凹凸的线。凹下的部分称为阴膛线,凸起的部分称为阳膛线。膛线的作用是使弹头旋转运动,以保持飞行稳定,提高命中精度和增大侵彻力。膛线的条数一般为3~12条.膛线按截面形状分为矩形膛线、梯形膛、弓形膛线、圆弧形膛线、多弧形膛线、多边弧形膛线等。

过去只有滑膛枪,子弹在枪管中来回撞击,精度很差。所以只有将大量的官兵并排射击,以提高子弹密度来减少由于精度低造成的命中率低,我们在电视上可以看到近代欧洲经常有几排几排的士兵在那里打排枪呢,俗称线列步兵的“排队枪毙”战术。

而且早年的枪械工艺水平差,零件公差大,火药残留严重,致使弹丸与枪膛咬合不能太紧密。一般来说,欧洲18世纪的火枪,弹丸与枪膛游隙一般在1.5至2.5mm之间。弹丸蹦蹦跳跳出膛之后往哪儿飞,只有上帝才知道。所以欧洲人上战场之前都要画画十字,祈祷上帝不要这么早就召见自己。

低击发率、低命中率使得单独一支滑膛枪的火力可以忽略不计,只有排列成密集横队,才能取得较好的杀伤效果。有鉴于此,欧洲列强立刻达成了共识:大家站好几排,把枪端平搂火,反正打不着A也能打到B,生死全凭运气。线式战术于是就主导了欧洲战场,排队枪毙开始流行。

而且在滑膛枪时代。士兵由于火药装填错误、弹丸重复装填以及枪械故障等因素,哑火枪支可以占到总数的20%以上。据说在南北战争时期,一个士兵上战场后在一支步枪里填了23颗子弹。估计是第一枪没打出去,就再装一颗,还不响,再装一颗……直到枪膛被装满为止。

其实膛线的的历史相当悠久,十五世纪就已经出现,但直到十九世纪才大规模装备各国军队。之所以出现这种情况,决定性的原因是前装线膛枪装填速度太慢。

由于弹丸必须嵌入膛线才能随着膛线旋转,所以弹丸的直径必须大于膛线的阳线直径,这就使得前装线膛枪的装填非常费力,士兵往往需要用锤子敲击送弹棍才能将弹丸装进枪膛。射击速度也因此降低到滑膛枪的三分之一甚至更慢。

这么低的射速,对于军队来说是无法容忍的。大家可以想想英法联军被德国人马克辛机枪屠杀的场面就知道,快速的射击对军队的火力压制是十分重要的。所以在膛线发明后的两百年间,线膛枪在军队中只是配角。直到法军奥尔良猎兵队上尉克劳德·爱迪尔内·米涅在十九世纪中叶发明米涅弹。

米涅弹的口径比前装线膛枪的阳线直径要小一圈,解决了填弹困难的问题。米涅弹的弹丸底部有一个圆锥形的小洞。发射时,火药燃气使弹丸尾部膨胀,嵌入膛线,随着膛线高速旋转出膛。由于米涅弹的直径小于枪管口径,使得装填更为容易,前装线膛枪的射速大为提升,于是线膛枪开始在世界迅速普及开来。

来复线是枪管中的膛线又一个称谓。现代制作膛线的方法主要的有以下几种:

Broach Cut Rifling: 拉切式产生来复线。 用多次、多钻刀拉过枪管的方式, 逐渐产生所须的来复线阴槽深度。在1950年代,由Remington 的工程师首创。现今大多数高品质的枪管用此法生产。

Cut Rifling: 切削式产生来复线. 使用单一钩状切刀, 慢慢的、 一条一条的制出来复线, 是最早的生产方式。 如今只有最精密, 最高级的枪管以此种方式生产。

Hammerforge(锤锻):现代制造枪管膛线的方法,多用来制造多角型膛线,适合大量生产枪管,由德国在1930年代发明。

它的作法是将枪管钻一个比阴膛直径稍大的洞,将一根和枪管内膛形状相反,贯串整根枪管的高硬度模杆放在洞中,然后以机器在枪管外锤打,把钢材挤到紧贴模杆,然后将模杆抽出,模杆突出的地方所压出的就变成阴膛线了。

线膛枪的保养是的大问题。枪管要经常清洗,不经常清洗的话,轻则影响使用寿命降低命中率,重则有炸膛的危险,而滑膛武器就好的很多。


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至于膛线的历史呢,其实在15世纪已经有使用膛线的纪录,首次大规模应用是在约1500年德国的扳机击发火绳枪,到18世纪才真正普及。如果枪膛内有膛线,弹头就会在穿过枪膛时产生纵轴自转,使弹头出膛后螺旋转动飞行,通过陀螺仪效应保持角动量守恒增加弹道稳定性、有效射程和终端杀伤力。在以前,线膛武器是不能使用尾翼稳定弹药的。但是弹药技术的提高(滑动弹带、改进型弹托等技术)解决了这个问题。

膛线可以主要分为两种,分为阳膛线与阴膛线两种设计,大炮主要使用阳膛线,携带式枪械主要使用阴膛线,阳膛线加工上较困难,膛线没有一个既定数目,2、4、6、8条甚至于更多。膛线根据旋转的方向可分右旋、左旋(从射手方向看去),右旋膛线比较普及;虽然膛线的的数目没有一个既定标准,不过深度只能在固定的范围内;膛线按截面形状分为矩形膛线、梯形膛、弓形膛线、圆弧形膛线、多弧形膛线、多边弧形膛线等。早期黑火药时代膛线普遍比较浅(因为黑火药残渣多,并且使用铅弹头),后来产生多种膛线,当今比较流行多弧形膛线、多边弧形膛线等优质膛线,可以提高武器精度和初速,并减小火药烧蚀提高寿命。

现代制造膛线的方法主要有四种:

1.单点钩切法:在16世纪就已被发明,是最早期的生产方法。这种膛线制法是使用一个钩状削刀,在枪管内边转边切、慢慢地一条条削出膛线,这种方法费工费时。

2.多点拉削法是单点钩切法的改良,使用拉刀,边拉边转,一次同时把数条膛线切削出来。早期制法要换拉刀拉削多次,每次拉刀都比前一次大一点,逐渐增加阴膛线深度;现代则在同一支拉刀上有多组刀模,后面的刀模比前面的要大一点,因此不必换拉刀就可以把膛线切削出来。

3. 模头挤压法在1950年代由美国雷明顿公司工程师麦克·华克发明的膛线制法。其方法是先将枪管钻一个比膛径稍小的洞,然后用一根上面有跟阴膛线对应突起的高硬度模头,用高压机器从洞中边转边压下去,将钢材挤成阴膛线和阳膛。现代枪管多数用此方法制作。

4.锤锻法又名冷锻法,由德国在1930年代发明,是现代制造枪管膛线的方法,多用来制造多角型膛线,适合大量生产枪管。它的作法是将枪管钻一个比阴膛直径稍大的洞,将一根和枪管内膛形状相反、贯穿整根枪管的高硬度模杆放在洞中,然后以机器在枪管外锤打,把钢材挤到紧贴模杆,然后将模杆抽出,模杆突出的地方所压出的就变成阴膛线了。这是速度最快、成本最低的方法之一。


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最早的枪械是没有膛线的,由于子弹自身重力和风的影响其精度很差,一百米以外子弹偏差已经很大。膛线的的历史相当悠久,十五世纪就已经出现,但直到十九世纪才大规模装备各国军队。之所以出现这种情况,决定性的原因是前装线膛枪装填速度太慢。由于弹丸必须嵌入膛线才能随着膛线旋转,所以弹丸的直径必须大于膛线的阳线直径,这就使得前装线膛枪的装填非常费力,士兵往往需要用锤子敲击送弹棍才能将弹丸装进枪膛。射击速度也因此降低到滑膛枪的三分之一甚至更慢。这么低的射速,对于军队来说是无法容忍的。所以在膛线发明后的两百年间,线膛枪在军队中只是配角,直到法军

奥尔良

猎兵队上尉克劳德·爱迪尔内·米涅(Claude Etienne Minié)在十九世纪中叶发明米涅弹。米涅弹的口径比前装线膛枪的阳线直径要小一圈,解决了填弹困难的问题。米涅弹的弹丸底部有一个圆锥形的小洞。发射时,火药燃气使弹丸尾部膨胀,嵌入膛线,随着膛线高速旋转出膛。由于米涅弹的直径小于枪管口径,使得装填更为容易,前装线膛枪的射速大为提升。解决装填问题后,前装线膛枪迅速在全世界范围内大规模普及。为了保证枪管的刚度和耐用度其制作方法一般都是锻造。所以枪管材料都是锻造钢。每个国家使用的材料都有所差异,不同枪械的制作材料都有所差异。总的来说锻造钢含碳量不会太高,一般都低于45号钢,但其合金含量比较高,如钨和锰。其制造方法一般是使用拉刀。拉刀在往直线拉的同时还要旋转,这样就拉出了旋转的膛线。


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枪的膛线我知道,因为我以前在军工厂工作过,那是八十年代初,我刚参加工作在军工厂。枪管的膛线是拉床一次拉削成工,拉床是丝杠的不粗约40毫米,螺距约有4-5毫米。拉刀很短好像和子弹差不多,上面有斜纹钩槽,有六齿,有导向、有连接孔,一根细钢丝穿过。当拉刀进入枪管后,就像螺杆一样慢慢拧入旋转,拉刀出来加工完成。膛线其实很浅,导程很大。大炮的膛线很深,影响膛压和炮管强度,所以现在现今的坦克都是滑膛跑,没有膛线,炮弹是有稳定的折叠飞翼。


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膛线这种东西很早就有,早年间使枪匠们为了收集火药残留而在枪管上刻出了一些凹槽来收集火药的残留,至于是谁率先进行的已经不可考了。但很快他们就发现这带来了以外的发现,由于早期的枪弹主要由铅制作,所以火药发射时铅弹就很容易发生形变,形变后的铅弹一部分嵌入之前刻出的凹槽从而给枪弹带来了旋转效果有效的提高了精度,从此之后带有膛线的来复枪就进入了军队服役。早期的来复枪由于需要手动将膛线切入子弹所以填装非常困难,抢手往往需要携带一个大锤将子弹一点点的敲进去,这种情况一直持续到法国的克劳德·爱迪尔内·米涅上尉在19世纪发明线膛米涅弹才有所改善。再后来就是后膛枪的发明了,这种设计也是一直沿用至今。


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最早的枪械是没有膛线的,由于子弹自身重力和风的影响其精度很差,一百米以外子弹偏差已经很大。膛线的的历史相当悠久,十五世纪就已经出现,但直到十九世纪才大规模装备各国军队。之所以出现这种情况,决定性的原因是前装线膛枪装填速度太慢。由于弹丸必须嵌入膛线才能随着膛线旋转,所以弹丸的直径必须大于膛线的阳线直径,这就使得前装线膛枪的装填非常费力,士兵往往需要用锤子敲击送弹棍才能将弹丸装进枪膛。射击速度也因此降低到滑膛枪的三分之一甚至更慢。这么低的射速,对于军队来说是无法容忍的。所以在膛线发明后的两百年间,线膛枪在军队中只是配角,直到法军

奥尔良

猎兵队上尉克劳德·爱迪尔内·米涅(Claude Etienne Minié)在十九世纪中叶发明米涅弹。米涅弹的口径比前装线膛枪的阳线直径要小一圈,解决了填弹困难的问题。米涅弹的弹丸底部有一个圆锥形的小洞。发射时,火药燃气使弹丸尾部膨胀,嵌入膛线,随着膛线高速旋转出膛。由于米涅弹的直径小于枪管口径,使得装填更为容易,前装线膛枪的射速大为提升。解决装填问题后,前装线膛枪迅速在全世界范围内大规模普及。为了保证枪管的刚度和耐用度其制作方法一般都是锻造。所以枪管材料都是锻造钢。每个国家使用的材料都有所差异,不同枪械的制作材料都有所差异。总的来说锻造钢含碳量不会太高,一般都低于45号钢,但其合金含量比较高,如钨和锰。其制造方法一般是使用拉刀。拉刀在往直线拉的同时还要旋转,这样就拉出了旋转的膛线。

迷雾万丈

据记载,奥地利维也纳人凯尔奈曾发明了直膛线,不过,这种直膛线是为了加速从膛口装弹,而不是为了使弹旋转。英国伍尔威奇兵工厂的陈列室内保留有一些17世纪制造的线膛步枪,枪管里有明显的旋转膛线。美国独立战争期间,美国抗英部队由于使用了线膛枪将装备滑膛枪的英国人打得落花流水。15世纪末期,德国人研制出一种线膛枪。说得最为圆满的可能是下列一则故事,我们不妨展开介绍。

1854年,英国测量员意特沃斯奉命改进枪的性能,正当他无计可施时,忽然间 联想到小孩玩的陀螺,他认为,陀螺之所以能旋转,是因为它不仅围绕着本身的轴线转,而且陀螺轴线还围绕着垂直轴线旋转,转得越快,站得就越稳,摆动角越小, 因而不但保持方向不变,还不受外界环境的影响。于是,他很快在枪管内刻制螺旋膛线。遗憾的是意特沃斯的成功试验并没有受到重视,他研制成功的意特沃斯步枪 也无人问津。直到若干年后的1865年,另一位英国人梅特福在意特沃斯发明的膛线基础上进行改进,才使膛线在枪上获得泛的应用。

高速旋转的物体具有定向性。根据陀螺定向原理,可以让枪弹弹头在火药气体推动下沿枪管前进时,始终嵌在膛线旋转的轨道里,以很高的速度转动起来。当弹头冲出枪管后,由于惯性的作用,便像陀螺一样一直旋转着,既不摇晃,也不翻跟头,稳定地直朝目标飞去。据文献记载,意大利至迟在1476年就已有螺旋形线膛的枪支。螺旋形膛线可使弹丸在空气中稳定地放转飞行,提高射击准确性和射程。“膛线”英文为refile,音译为 “来复”,线膛枪也因此称为“来复枪”。弹丸必须紧密咬合螺旋形膛线,如果小了,就会漏气,弹丸有可能会发射不出去的。后来,因为向这种刻着螺旋形膛线枪管里填装弹丸实在是一见困难的事情,根本没有实战的意义,就逐渐消亡了。15世纪末,普鲁士人改进为在枪膛内刻上直线槽,用以减小装填弹丸时与枪膛摩擦;还把枪弹包上一层浸油的毛织物或麻布,称为浸油丸衣,用以填充膛线所造成的空隙,并使弹丸能顺畅滑动,提高了这种枪的装填速度。但由于来复线制作成本高和从枪口装填弹药不便,所以欧洲的许多国家的军队不愿装备使用有膛线的枪。”滑膛的燧发枪射程比线膛的近一倍,但在射速上,滑膛枪开四枪,线膛枪才能开一枪。因为滑膛枪弹丸的直径一向是比枪管口径小一些的,而线膛枪的弹丸与螺旋形膛线的枪的情况一样,非得和枪管严丝合缝不可,有些使用线膛枪的士兵甚至必须用锤子敲通条,把子弹敲进去;线膛枪虽然在射程、精度和威力上有着滑膛枪无法比拟的优势,但长久以来未曾普及,这是最重要的原因。问题的关键在子弹,正是子弹的缘故,使线膛枪这样的好东西不能推广。子弹很好改进,只要做的是一种圆锥形的长形弹丸,由柔软有弹性的热铅做成,而且还要它的底部中空成一个圆锥形,这样,我们做的子弹就可以小余火枪的口径,在发射时,火药的热量和冲击力作用在弹丸底部,使之膨胀,并封住枪膛的口径。于是,弹丸的后部就会紧密地镶嵌进四根阳膛线,使整个弹丸在枪管中旋转3/4-1转,出膛后也会不停地高速旋转前进,直至击中目标。热铅太软了,没有多杀伤力。弹丸是长的,我们可以在弹丸的前半部镀上一层青铜,称为被甲。这样,弹丸的前部就坚硬了,后部还保持原有特性。这就是英国第34团的诺顿上尉于1823年发明的。1836年,伦敦的制枪师格林尔先生改进了诺顿上尉的弹丸,1849年,米涅采用了格林尔的设计,生产出著名的、威力可怕的米涅式弹丸。

最早采用膛线枪管的是柯尔特左轮手枪。膛线英文名称叫莱福,以至于人们常以为是莱福步枪最早使用了膛线。膛线是枪管里车出来的螺旋形的同心圆,没有膛线的时候,子弹在枪管里飞得像个醉汉,而膛线可以使子弹发生旋转,这样它飞行得就更稳定,速度也更快。膛线的想法提出来以后,由于当时的加工工艺落后,制作不出步枪使用的长膛线枪管,所以,膛线最早用在了左轮手枪上。这样,左轮手枪成为当时世界上威力最大,射击速度最快的手枪,在残酷的战场上大显身手。


金戈铁马

最早定型的量产膛线步枪应该是英国维多利亚时代研制的惠特沃斯火帽击发前膛枪,六边形膛线,1858参与英国武器部测试定型,变形枪装备瞄准镜,但由于价格昂贵和后装枪的出现让其淡出英国军队,但在北美很受欢迎,该枪最大战绩为南军于900+米击杀北军将领约翰·塞奇威克。该类枪使用弹/膛机械贴合理念而非现今流行的变形贴合理念。只是因不合时宜的前装而被淘汰。


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